Ovoz manbalari. Ovoz tebranishlari. Ovoz to'lqinlari va ularning xususiyatlari. Atrofimizdagi tovush to'lqinlari Biz eshitadigan mexanik tebranishlar
Ovoz, biz eslaganimizdek, elastik uzunlamasına to'lqinlardir. To'lqinlar esa tebranuvchi jismlar tomonidan hosil bo'ladi.
Ovoz manbalariga misollar: tebranuvchi o'lchagich, bir uchi qisqichli, tebranuvchi iplar, dinamik membrana.
Ammo tebranuvchi jismlar har doim ham quloqqa eshitiladigan tovush hosil qilmaydi - agar ularning tebranish chastotasi 16 Gts dan past bo'lsa, ular infratovush, va agar 20 kHz dan ortiq bo'lsa, u holda ultratovush.
Ultratovush va infratovushlar, fizika nuqtai nazaridan, oddiy tovush kabi muhitning elastik tebranishlaridir, ammo quloq ularni idrok eta olmaydi, chunki bu chastotalar quloq pardasining rezonans chastotasidan juda uzoqdir (quloq pardasi). oddiygina bunday chastota bilan tebranish mumkin emas).
Yuqori chastotali tovushlar ingichka, past chastotali tovushlar esa bassier kabi seziladi.
Agar tebranish sistemasi bir chastotali garmonik tebranishlarni bajarsa, u holda uning tovushi deyiladi aniq ohangda. Odatda tovush manbalari bir vaqtning o'zida bir nechta chastotali tovushlarni chiqaradi - keyin eng past chastota deyiladi asosiy ohang, qolganlari esa chaqiriladi ohanglar. Ohanglar aniqlanadi tembr tovush - bular tufayli biz pianinoni skripkadan osongina ajrata olamiz, hatto ularning asosiy chastotasi bir xil bo'lsa ham.
Ovoz balandligi Tovush - bu bizga tovushlarni "balandroq" va "kamroq" deb taqqoslash imkonini beruvchi sub'ektiv tuyg'u. Ovoz balandligi ko'plab omillarga bog'liq - chastota, davomiylik va tinglovchining individual xususiyatlari. Lekin, eng muhimi, bu tovush bosimiga bog'liq bo'lib, u tovush chiqaradigan ob'ektning tebranish amplitudasi bilan bevosita bog'liq.
Ovoz balandligini o'lchash birligi deyiladi orzu.
Amaliy masalalarda chaqirilgan miqdor tovush darajasi yoki ovoz bosimi darajasi. Bu qiymat bilan o'lchanadi belah [B] yoki, tez-tez, ichida desibel [dB].
Bu qiymat logarifmik ravishda tovush bosimiga bog'liq - ya'ni bosimning 10 barobar oshishi ovoz balandligini 1 dB ga oshiradi.
Gazetani varaqlash ovozi taxminan 20 dB, budilnik 80 dB, samolyotning parvoz qilish ovozi 100-120 dB (og'riq yoqasida).
Ovozning g'ayrioddiy qo'llanilishidan biri (aniqrog'i ultratovush). aksolokatsiya. Siz ovoz chiqarib, aks-sado paydo bo'lguncha vaqtni o'lchashingiz mumkin. To'siqgacha bo'lgan masofa qanchalik katta bo'lsa, kechikish shunchalik katta bo'ladi. Masofani o'lchashning bu usuli odatda suv ostida qo'llaniladi, ammo yarasalar uni to'g'ridan-to'g'ri havoda ishlatishadi.
Ekolokatsiya masofasi quyidagicha aniqlanadi:
2r = vt, bu erda v - muhitdagi tovush tezligi, t - aks-sadoga kechikish vaqti, r - to'siqgacha bo'lgan masofa.
Ovoz manbalari. Ovoz tebranishlari
Inson tovushlar dunyosida yashaydi. Odamlar uchun tovush axborot manbai hisoblanadi. U odamlarni xavf haqida ogohlantiradi. Musiqa shaklidagi tovush, qushlarning sayrashi bizga zavq bag'ishlaydi. Biz yoqimli ovoz bilan odamni tinglashdan zavqlanamiz. Tovushlar nafaqat odamlar uchun, balki hayvonlar uchun ham muhimdir, buning uchun yaxshi ovozni aniqlash ularning omon qolishiga yordam beradi.
Ovoz - bu gazlar, suyuqliklar va qattiq jismlarda tarqaladigan mexanik elastik to'lqinlar.
Ovoz sababi - jismlarning tebranishlari (tebranishlari), garchi bu tebranishlar ko'pincha bizning ko'zimizga ko'rinmaydi.
Ovoz manbalari
- tebranadigan jismoniy jismlar, ya'ni. titroq yoki chastotada tebranish
soniyada 16 dan 20 000 martagacha. Tebranish tanasi qattiq bo'lishi mumkin, masalan, ip
yoki er qobig'i, gazsimon, masalan, shamolli musiqa asboblaridagi havo oqimi
yoki suyuqlik, masalan, suv ustidagi to'lqinlar.
Ovoz balandligi
Ovoz balandligi tovush to'lqinidagi tebranishlarning amplitudasiga bog'liq. Ovoz balandligi birligi 1 Bel (telefon ixtirochisi Aleksandr Grem Bell sharafiga). Amalda, ovoz balandligi desibellarda (dB) o'lchanadi. 1 dB = 0,1B.
10 dB - shivirlash;
20–30 dB
- turar-joy binolaridagi shovqin standartlari;
50 dB- o'rtacha hajmdagi suhbat;
80 d B
– ishlayotgan yuk mashinasi dvigatelining shovqini;
130 dB- og'riq chegarasi
180 dB dan baland ovoz hatto quloq pardasining yorilishiga olib kelishi mumkin.
Yuqori tovushlar yuqori chastotali to'lqinlar bilan ifodalanadi - masalan, qushlarning ovozi.
Past tovushlar Bu past chastotali to'lqinlar, masalan, katta yuk mashinasi dvigatelining ovozi.
Ovoz to'lqinlari
Ovoz to'lqinlari- Bu elastik to'lqinlar bo'lib, odamning tovushni his qilishiga olib keladi.
Ovoz to'lqini turli masofalarni bosib o'tishi mumkin. 10-15 km masofada o'q ovozi, 2-3 km masofada otlarning kishnashi, hurrayotgan itlarning ovozi, bir necha metrdan esa pichirlash eshitiladi. Bu tovushlar havo orqali uzatiladi. Lekin nafaqat havo ovoz o'tkazuvchisi bo'lishi mumkin.
Qulog'ingizni relslarga qo'yib, siz yaqinlashib kelayotgan poezdning ovozini ancha oldinroq va uzoqroqda eshitishingiz mumkin. Bu shuni anglatadiki, metall tovushni havodan tezroq va yaxshiroq o'tkazadi. Suv ham ovozni yaxshi o'tkazadi. Suvga sho'ng'ib, siz bemaqsad paytida toshlarning bir-biriga taqillatishini, toshlarning shovqinini aniq eshitishingiz mumkin.
Suvning xususiyati - tovushni yaxshi o'tkazadi - urush paytida dengizda razvedka qilish uchun, shuningdek dengiz chuqurligini o'lchash uchun keng qo'llaniladi.
Ovoz to'lqinlarining tarqalishi uchun zaruriy shart - bu moddiy muhitning mavjudligi. Vakuumda tovush to'lqinlari tarqalmaydi, chunki u erda tebranish manbasidan o'zaro ta'sirni uzatuvchi zarralar yo'q.
Shuning uchun, atmosferaning etishmasligi tufayli Oyda to'liq sukunat hukm suradi. Hatto meteoritning uning yuzasiga tushishi ham kuzatuvchiga eshitilmaydi.
Har bir muhitda tovush turli tezlikda tarqaladi.
Havodagi tovush tezligi- taxminan 340 m/s.
Suvdagi tovush tezligi- 1500 m/s.
Metalllarda, po'latda tovush tezligi- 5000 m/s.
Issiq havoda tovush tezligi sovuq havoga qaraganda kattaroqdir, bu esa tovush tarqalish yo'nalishining o'zgarishiga olib keladi.
vilka
- Bu U shaklidagi metall plastinka, uning uchlari urilgandan keyin tebranishi mumkin.
Chop etilgan tuning vilka ovoz juda zaif va faqat qisqa masofada eshitilishi mumkin.
Rezonator- tyuning vilka o'rnatilishi mumkin bo'lgan yog'och quti tovushni kuchaytirish uchun xizmat qiladi.
Bunday holda, tovush chiqarish nafaqat tyuning vilkasidan, balki rezonator yuzasidan ham sodir bo'ladi.
Biroq, rezonatordagi tyuning vilkasi ovozining davomiyligi unsizga qaraganda qisqaroq bo'ladi.
E X O
To'siqlardan aks etgan baland ovoz bir necha daqiqadan so'ng tovush manbasiga qaytadi va biz eshitamiz. aks-sado.
Ovoz tezligini uning paydo bo'lishidan qaytguniga qadar o'tgan vaqtga ko'paytirish orqali siz tovush manbasidan to'siqqa qadar ikki barobar masofani aniqlashingiz mumkin.
Ob'ektlarga masofani aniqlashning ushbu usuli qo'llaniladi aksolokatsiya.
Ba'zi hayvonlar, masalan, ko'rshapalaklar,
echolocation usuli yordamida tovushni aks ettirish hodisasidan ham foydalaning
Ekolokatsiya tovushni aks ettirish xususiyatiga asoslanadi.
Ovoz - ishlaydigan mexanik to'lqin yoqilgan va energiyani uzatadi.
Biroq, yer yuzidagi barcha odamlarning bir vaqtning o'zida suhbati kuchi bitta "Moskvich" mashinasining kuchidan ko'p emas!
Ultratovush.
· Chastotasi 20000 Gts dan ortiq bo'lgan tebranishlar ultratovush deb ataladi. Ultratovushlar fan va texnikada keng qo'llaniladi.
· Ultrasonik to'lqin o'tganda suyuqlik qaynaydi (kavitatsiya). Bunday holda, suv bolg'asi paydo bo'ladi. Ultratovushlar metall yuzasidan parchalarni yirtib tashlashi va qattiq moddalarni maydalashi mumkin. Ultratovush yordamida aralashmaydigan suyuqliklarni aralashtirish mumkin. Neftdagi emulsiyalar shu tarzda tayyorlanadi. Ultratovush ta'sirida yog'larning sovunlanishi sodir bo'ladi. Yuvish moslamalari ushbu printsip asosida ishlab chiqilgan.
Keng qo'llaniladi ultratovush gidroakustikada. Yuqori chastotali ultratovushlar suv tomonidan juda zaif so'riladi va o'nlab kilometrlarga tarqalishi mumkin. Agar ular yo'llarida pastki, aysberg yoki boshqa qattiq jismga duch kelsalar, ular aks etadi va katta kuch aks-sadosini hosil qiladi. Ushbu printsip asosida ultratovushli aks sado qurilmasi ishlab chiqilgan.
Metall ichida ultratovush amalda so‘rilmasdan tarqaladi. Ultrasonik joylashuv usulidan foydalanib, katta qalinlikdagi bir qism ichidagi eng kichik nuqsonlarni aniqlash mumkin.
· Ultratovushning maydalash effekti ultratovushli lehim dazmollarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Ultrasonik to'lqinlar, kemadan yuborilgan, cho'kib ketgan ob'ektdan aks ettirilgan. Kompyuter aks-sado paydo bo'lgan vaqtni aniqlaydi va ob'ektning joylashishini aniqlaydi.
· Ultratovush tibbiyot va biologiyada qo'llaniladi ekolokatsiya uchun, tana to'qimalaridagi o'smalar va ayrim nuqsonlarni aniqlash va davolash uchun, jarrohlik va travmatologiyada turli operatsiyalar paytida yumshoq va suyak to'qimalarini kesish, singan suyaklarni payvandlash, hujayralarni yo'q qilish uchun (yuqori quvvatli ultratovush).
Infratovush va uning odamlarga ta'siri.
16 Gts dan past chastotali tebranishlar infratovush deb ataladi.
Tabiatda infratovush atmosferadagi havoning girdobli harakati yoki turli jismlarning sekin tebranishlari natijasida yuzaga keladi. Infratovush zaif yutilish bilan tavsiflanadi. Shuning uchun u uzoq masofalarga tarqaladi. Inson tanasi infrasonik tebranishlarga og'riqli munosabatda bo'ladi. 4-8 Gts chastotada mexanik tebranish yoki tovush to'lqinlari natijasida yuzaga keladigan tashqi ta'sirlar ostida odam ichki organlarning harakatini va 12 Gts chastotada - dengiz kasalligi hujumini his qiladi.
· Eng yuqori intensivlik infrasonik tebranishlar past chastotali mexanik tebranishlarni (mexanik kelib chiqishi infratovushlarini) yoki gazlar va suyuqliklarning turbulent oqimlarini (aerodinamik yoki gidrodinamik kelib chiqishi infratovushlarini) amalga oshiradigan katta sirtlarga ega mashina va mexanizmlarni yaratish.
Darsning maqsadi: Ovoz haqida tasavvur hosil qiling.
Dars maqsadlari:
Tarbiyaviy:
- talabalarning tabiiy fanlarni o'rganish jarayonida olingan tovush haqidagi bilimlarini faollashtirish uchun sharoit yaratish;
- o‘quvchilarning tovush haqidagi bilimlarini kengaytirish va tizimlashtirishga hissa qo‘shish.
Tarbiyaviy:
- turli vaziyatlarda bilim va shaxsiy tajribani qo'llash qobiliyatini rivojlantirishni davom ettirish;
- fikrlashni rivojlantirish, olingan bilimlarni tahlil qilish, asosiy narsani ta'kidlash, umumlashtirish va tizimlashtirish.
Tarbiyaviy:
- o'ziga va boshqalarga nisbatan g'amxo'r munosabatni shakllantirishga yordam berish;
- insonparvarlik, mehr-oqibat, mas'uliyatni shakllantirishga ko'maklashish.
Dars turi: mazmunini oshkor qilish.
Uskunalar: kamtor, torli shar, havo qo‘ng‘irog‘i, qamish chastota o‘lchagich, tishlari turlicha bo‘lgan disklar to‘plami, otkritka, metall o‘lchagich, multimedia jihozlari, ushbu dars uchun o‘qituvchi tomonidan ishlab chiqilgan taqdimoti bo‘lgan disk.
Darsning borishi
Tabiatda va texnikada uchraydigan turli tebranish va to‘lqin harakatlari orasida tovush tebranishlari va to‘lqinlari, shunchaki tovushlar inson hayotida alohida ahamiyatga ega. Kundalik hayotda bu ko'pincha havoda tarqaladigan to'lqinlardir. Ma'lumki, tovush boshqa elastik muhitlarda ham tarqaladi: erda, metallarda. Boshingiz bilan suvga sho'ng'iganingizdan so'ng, siz uzoqdan yaqinlashib kelayotgan qayiq dvigatelining ovozini aniq eshitishingiz mumkin. Qamal paytida dushmanning qazish ishlarini kuzatish uchun qal'a devorlariga "tinglovchilar" joylashtirildi. Ba'zan bu eshitishlari ayniqsa o'tkir bo'lgan ko'r odamlar edi. Masalan, Yerda uzatiladigan tovushlarga asoslanib, Zagorsk monastirining devorlarini vayron qilgan dushman tezda aniqlandi. Eshitish organining mavjudligi tufayli odam tovushlar yordamida atrof-muhitdan katta va turli xil ma'lumotlarni oladi. Inson nutqi ham tovushlar orqali hosil bo'ladi.
Sizning oldingizda stolda Charlz Dikkensning "Olov yoqasidagi kriket" asaridan satrlar yozilgan ishchi varaqlar bor. Har biringiz tovushni ifodalovchi so'zlarning tagiga chizishingiz kerak.
1 variant
- Qo‘rqib ketgan o‘roqchi soatning tagida chayqalishdan to‘xtab, zanjir va og‘irliklarining silliqlashi, taranglashi nihoyat to‘xtagandagina o‘ziga keldi. Uning bunchalik hayajonlangani ajablanarli emas: axir, bu jirkanch, suyakli soat soat emas, shunchaki skelet! - suyaklarni bosishni boshlaganda har qanday odamni qo'rqitishga qodir ...
- ….Ko‘ring, choynak oqshomni maroqli o‘tkazishga qaror qildi. Uning tomog'ida nimadir bexosdan pufaklana boshladi va u o'tkir, qo'ng'iroq tovushini chiqara boshladi, go'yo u endi o'zini xushmuomala odam sifatida ko'rsatish kerakmi yoki yo'qmi, degan qarorga kelmagandek, darhol uni kesib tashladi. So‘ng ikki-uch behuda urinishdan so‘ng, muloyimlik ishtiyoqini bostirishga urinib, bor ma’yusligini, o‘zini tutishini tashlab, shunday shinam, shu qadar quvnoq qo‘shiqqa kirdiki, hech bir yig‘lagan bulbul unga yetib borolmaydi...
- ….Choynak o‘z qo‘shig‘ini shu qadar quvnoq va shijoat bilan kuylardiki, uning butun temir tanasi g‘o‘ng‘irlab, olov ustida sakrab tushdi; va hatto qopqoqning o'zi jigga o'xshab raqsga tusha boshladi va choynakni taqillatdi (silliqlash, jaranglash, shang'illash, chertish, jarangdor shovqin, qo'shiq aytish, qo'shiq aytish, qo'shiq aytish, g'o'ng'irlash, taqillatish).
Variant 2:
- Bu erda, agar xohlasangiz, kriket chindan ham choynakni aks ettira boshladi! U xorni shunday baland ovozda o'ziga xos chiyillash tarzida oldi - dovdirab, gurkirab, gurillatib! - uning ovozi choynak bilan solishtirganda o'zining balandligiga shunchalik nomutanosib ediki, agar u juda ko'p zaryadlangan miltiq kabi darhol portlasa, bu sizga tabiiy va muqarrar bo'lib tuyuladi, u o'zi bor kuchi bilan intilardi. .
- ….Choynak endi yakkaxon kuylashi shart emas edi. U o'z rolini g'ayrat bilan o'ynashda davom etdi, lekin kriket birinchi skripka rolini egallab oldi va uni ushlab turdi. Xudoyim, u qanday chiyilladi! Uning nozik, o'tkir, o'tkir ovozi butun uy bo'ylab jarangladi va, ehtimol, qorong'ulikda, devorlar ortida yulduzdek miltillagan edi. Ba'zan, eng baland tovushlarda u birdan shunday ta'riflab bo'lmaydigan tirnashni chiqarib yubordiki, go'yo o'zi ham beixtiyor ilhom bilan baland sakrab, keyin yana o'rnidan turdi. Shunday bo‘lsa-da, qo‘shiqchi ham, choynak ham... Qo‘shiqning mavzusi o‘zgarmay qoldi, musobaqalashgan sari balandroq, balandroq va balandroq kuylashdi. (baland, xor, chirping rejimi - strek, strek, strek, portlash, yakkaxon, chirped, o'tkir, xirillagan ovoz, jiringladi, baland tovushlar, trill, kuyladi, qo'shiqlar, kuyladi, balandroq)
Biz tovushlar dunyosida yashaymiz. Fizikaning tovush hodisalarini oʻrganuvchi boʻlimiga akustika deyiladi
(1-slayd). Ovoz manbalari tebranish jismlaridir.
(2-slayd)
"Tovush qiladigan hamma narsa tebranadi, lekin tebranish hamma narsa emas."
Keling, o'lchagichni qisqartiramiz va ovozni eshitamiz. Havo qo'ng'irog'i ham tovush chiqaradi. Tovushli jismning tebranishini isbotlaylik. Buning uchun, keling, tuning vilkasini olaylik. Kauchuk bolg'acha bilan ushlagichga o'rnatilgan kamon shaklidagi vilka; Ipga osilgan kichik to'pga tovush chiqaradigan vilka olib kelsak, biz to'pning burilishini ko'ramiz.
Agar biz tyuning vilkasini kuyik bilan qoplangan oyna bo'ylab o'tkazsak, biz kamarning tebranishlari grafigini ko'ramiz. Bu grafik nima deb ataladi? ( tyuning vilkasi harmonikani tebratadi)
Ovoz manbalari suyuq jismlar va hatto gazlar bo'lishi mumkin. Bacada havo g'uvullaydi, quvurlarda suv kuylaydi.
Tovush manbalariga qanday misollar keltira olasiz? ( mexanik soat, qaynayotgan choynak, dvigatel tomonidan chiqarilgan ovoz)
Tana tovush chiqarganda, u tebranadi, uning tebranishlari yaqin atrofdagi havo zarralariga uzatiladi, ular tebranishni boshlaydi va tebranishlarni qo'shni zarrachalarga uzatadi va ular o'z navbatida tebranishlarni yanada uzatadi. Natijada tovush to'lqinlari hosil bo'ladi va havoda tarqaladi.
Ovoz to'lqini elastik muhitning (havoning) siqilish va kamayishi zonalarini, tovush to'lqini esa uzunlamasına to'lqinni ifodalaydi. (3-slayd).
Biz tovushni eshitish organimiz - quloq orqali qabul qilamiz.
(Talabalardan biri bu qanday sodir bo'lishini aytadi) (4-slayd).
(Boshqa bir talaba naushniklar xavfi haqida gapiradi.)
“Ikki oy davomida poytaxt metrosida yoshlarning xulq-atvorini o‘rgangan ekspertlar Moskva metrosida portativ elektron qurilmalardan har 10 faol foydalanuvchining har 8 nafari musiqa tinglaydi, degan xulosaga keldi. Taqqoslash uchun: 160 desibel tovush intensivligida quloq pardasi deformatsiyalanadi. Naushniklar orqali pleyerlar tomonidan ishlab chiqarilgan ovoz kuchi 110–120 desibelga teng. Shunday qilib, odamning quloqlariga ta'sir qilish, shovqinli reaktiv dvigateldan 10 metr uzoqlikda turgan odamga teng. Agar har kuni quloqchalarga bunday bosim qo'llanilsa, odam karlik xavfini tug'diradi. "So'nggi besh yil ichida yosh o'g'il bolalar va qizlar tez-tez uchrashuvlarga kela boshladilar", dedi otorinolaringolog Kristina Anankina "Ularning barchasi moda bo'lishni va doimo musiqa tinglashni xohlaydi, ammo baland ovozda musiqa tinglash ularni o'ldiradi eshitish." Agar rok-kontsertdan keyin tanani tiklash uchun bir necha kun kerak bo'lsa, unda quloqlarga har kuni hujum qilish bilan eshitishni tartibga solish uchun vaqt qolmaydi. Eshitish tizimi yuqori chastotalarni qabul qilishni to'xtatadi: "80 desibeldan yuqori bo'lgan har qanday shovqin ichki quloqqa salbiy ta'sir qiladi", deydi tibbiyot fanlari nomzodi, audiolog Vasiliy Korvyakov. Ayniqsa, agar hujum to'g'ridan-to'g'ri minigarnituradan kelib chiqsa, metroda tebranish ham yomonlashadi, bu ham quloqning tuzilishiga salbiy ta'sir qiladi, bu ikki omil o'tkir eshitish qobiliyatini qo'zg'atadi, ammo bu tom ma'noda uni davolash juda qiyin”. Shovqin ta'sirida quloqlarimizdagi tovush signalini miyaga etkazish uchun mas'ul bo'lgan soch hujayralari nobud bo'ladi. Ammo tibbiyot hali bu hujayralarni qayta tiklash yo‘lini topgani yo‘q”.
Inson qulog'i 16-20000 Gts chastotali tebranishlarni sezadi. 16 Gts dan past bo'lgan hamma narsa infratovush, 20 000 Gts dan keyin esa ultratovush. (6-slayd).
Endi biz 20 dan 20 000 Gts gacha bo'lgan diapazonni tinglaymiz va har biringiz eshitish chegarangizni aniqlaysiz. (5-slayd).(2-ilovadagi generatorga qarang)
Ko'pgina hayvonlar infra va ultratovushlarni eshitadilar. Talaba nutqi (6-slayd).
Ovoz to'lqinlari qattiq, suyuqlik va gazlarda tarqaladi, lekin havosiz fazoda tarqala olmaydi.
O'lchovlar shuni ko'rsatadiki, 00C va normal atmosfera bosimida havodagi tovush tezligi 332 m / s ni tashkil qiladi. Harorat ko'tarilgach, tezlik oshadi. Vazifalar uchun biz 340 m / s ni olamiz.
(Talabalardan biri muammoni hal qiladi.)
Vazifa. Cho`yandagi tovush tezligini birinchi bo`lib fransuz olimi Biot quyidagicha aniqlagan. Cho'yan trubaning bir uchida, boshqa uchida qo'ng'iroq chalindi, kuzatuvchi ikkita tovushni eshitdi: birinchisi, quyma temirdan, ikkinchisi esa, bir muncha vaqt o'tgach, havo orqali. Quvurning uzunligi 930 metrni tashkil etadi, tovushlarning tarqalishi orasidagi vaqt oralig'i 2,5 soniyani tashkil etdi. Ushbu ma'lumotlardan foydalanib, cho'yandagi tovush tezligini toping. Ovozning havodagi tezligi 340 m/s ( Javob: 3950 m/s).
Turli ommaviy axborot vositalarida ovoz tezligi (7-slayd).
Yumshoq va g'ovakli jismlar tovushni yomon o'tkazuvchidir. Har qanday xonani begona tovushlarning kirib kelishidan himoya qilish uchun devorlar, zamin va ship tovushni yutuvchi materiallar qatlamlari bilan yotqizilgan. Bunday materiallar: namat, presslangan mantar, gözenekli toshlar, qo'rg'oshin. Bunday qatlamlardagi tovush to'lqinlari tezda susayadi.
Ovoz qanchalik xilma-xilligini ko'ramiz, keling, uni tavsiflaymiz.
Barkamol tebranish jismidan hosil bo'ladigan tovush musiqiy ohang deb ataladi. Har bir musiqiy ohang (do, re, mi, fa, sol, la, si) tovush to'lqinining ma'lum uzunligi va chastotasiga mos keladi. (8-slayd).
Bizning tyuning vilkamiz A ohangiga ega, chastotasi 440 Gts.
Shovqin garmonik tovushlarning xaotik aralashmasidir.
Musiqiy tovushlar (tonlar) tovush balandligi va balandligi, tembri bilan tavsiflanadi.
Tyuning vilkasining poyasiga zaif zarba kichik amplitudali tebranishlarni keltirib chiqaradi va biz tinch ovozni eshitamiz.
Kuchli zarba katta amplitudali tebranishlarni keltirib chiqaradi, biz baland ovozni eshitamiz.
Ovozning balandligi tovush to'lqinidagi tebranishlarning amplitudasi bilan belgilanadi (9-slayd).
Endi men turli xil tishlar soniga ega bo'lgan 4 ta diskni aylantiraman. Men bu tishlarga otkritka bilan tegaman. Kattaroq tishlari bo'lgan disk yuqori chastotali va yuqori ovozga ega. Tishlari kamroq bo'lgan diskda kamroq tebranish va pastroq ovoz mavjud.
Ovoz balandligi tovush tebranishlarining chastotasi bilan belgilanadi. Chastota qanchalik baland bo'lsa, ovoz shunchalik baland bo'ladi. (slayd 10)
Insonning eng yuqori soprano notasi 1300 Gts atrofida
Insonning eng past bas notasi 80 Gts atrofida.
Kimning ohangi balandroq - chivinmi yoki arimi? Sizningcha, kim qanotlarini tez-tez qoqadi, chivinmi yoki arimi?
Ovoz tembri - bu tovush rangining bir turi bo'lib, biz odamlarning ovozini turli asboblardan ajratamiz. (slayd 11).
Har bir murakkab musiqa tovushi bir qancha oddiy garmonik tovushlardan iborat. Eng pasti asosiy hisoblanadi. Qolganlari undan butun son marta, masalan, 2 yoki 3-4 marta yuqori. Ular overtones deb ataladi. Asosiy ohangga qanchalik ko'p ohanglar aralashsa, tovush shunchalik boy bo'ladi. Yuqori ohanglar tembrga "porlash" va "yorqinlik" va "metalllik" qo'shadi. Pastliklar "kuch" va "sharbatlilik" qo'shadi. A.G.Stoletov shunday deb yozgan edi: "Bizning tyuning vilkalarimizdan oladigan oddiy ohanglar musiqada ishlatilmaydi, ular distillangan suv kabi toza va mazasizdir".
Konsolidatsiya
- Ovozni o'rganadigan fan qanday nomlanadi?
- Oyda kuchli portlash sodir bo'ldi. Masalan, vulqon otilishi. Biz buni Yerda eshitamizmi?
- Bass yoki tenor kuylayotgan odamda tovush paychalari pastroq chastotada tebranadimi?
- Ko'pchilik hasharotlar uchganda ovoz chiqaradi. Bunga nima sabab bo'ldi?
- Oyda odamlar qanday qilib muloqot qilishlari mumkin edi?
- Poyezd to‘xtab turganda vagon g‘ildiraklarini tekshirishda nima uchun ularga tegiladi?
Uy vazifasi:§34-38. 30-mashq (No 2, 3).
Adabiyot
- Fizika kursi, II qism, o'rta maktab uchun / Peryshkin A.V. – M.: Ta’lim, 1968. – 240 b.
- O'rta maktab uchun fizika kursida tebranishlar va to'lqinlar. O'qituvchilar uchun qo'llanma / Orexov V.P. – M.: Ta’lim, 1977. – 176 b.
- O'choq orqasidagi kriket / Dickens Ch. - M.: Eksmo, 2003. - 640 b.
Keling, tovush hodisalarini ko'rib chiqishga o'tamiz.
Atrofimizdagi tovushlar dunyosi xilma-xildir - odamlarning ovozi va musiqa, qushlarning qo'shig'i va asalarilarning shovqini, momaqaldiroq paytida momaqaldiroq va shamolda o'rmon shovqini, o'tayotgan mashinalar, samolyotlar va boshqa narsalarning ovozi. .
Diqqat qilish!
Ovoz manbalari tebranish jismlaridir.
Misol:
Keling, elastik metall o'lchagichni o'rindiqga mahkamlaymiz. Agar uning uzunligi ma'lum bir tarzda tanlangan bo'sh qismi tebranish harakatiga o'rnatilsa, o'lchagich tovush chiqaradi (1-rasm).
Shunday qilib, tebranish o'lchagich tovush manbai hisoblanadi.
Keling, uchlari mahkamlangan tovushli torning tasvirini ko'rib chiqaylik (2-rasm). Bu ipning xiralashgan konturi va oʻrtadagi koʻrinib turgan qalinlashuv ipning tebranishini bildiradi.
Agar qog'oz tasmasi uchini tovushli ipga yaqinroq olib kelsangiz, chiziq ipning zarbalaridan sakrab chiqadi. Ip tebranish paytida ovoz eshitiladi; torni to'xtating va ovoz to'xtaydi.
3-rasmda tyuning vilkasi ko'rsatilgan - rezonator qutisiga o'rnatilgan oyoqdagi kavisli metall tayoq.
Agar siz kamon vilkasini yumshoq bolg'a bilan ursangiz (yoki kamon bilan ushlab tursangiz), kamon ovozi eshitiladi (4-rasm).
Ipga osilgan engil sharni (shisha munchoq) tovush eshituvchi vilkaga olib kelamiz - to'p novdalarining tebranishini ko'rsatuvchi kamardan sakrab tushadi (5-rasm).
Past (taxminan \(16\) Gts) tabiiy chastotali va katta tebranishlar amplitudali tyuning vilkalarining tebranishlarini "yozish" uchun siz uchida uchigacha nuqtasi bo'lgan ingichka va tor metall chiziqni burab qo'yishingiz mumkin. filiallaridan biri. Uchi pastga egilib, stol ustida yotgan dudlangan shisha plastinkaga ozgina tegishi kerak. Plitalar tyuning vilkalarining tebranuvchi shoxlari ostida tez harakat qilganda, uchi plastinkada to'lqinli chiziq shaklida iz qoldiradi (6-rasm).
Plastinkaga nuqta bilan chizilgan to'lqinli chiziq sinusoidga juda yaqin. Shunday qilib, biz ovoz chiqaruvchi kamarning har bir novdasi garmonik tebranishlarni amalga oshiradi deb taxmin qilishimiz mumkin.
Turli tajribalar shuni ko'rsatadiki, har qanday tovush manbai, hatto bu tebranishlar ko'zga ko'rinmas bo'lsa ham, albatta tebranadi. Masalan, odamlar va koʻplab hayvonlarning ovozi tovush paychalarining tebranishi, shamol cholgʻu asboblari ovozi, sirena ovozi, shamolning hushtaklari, barglarning shitirlashi va boshqalar natijasida paydo boʻladi. momaqaldiroq gumburlashi havo massalarining tebranishidan kelib chiqadi.
Diqqat qilish!
Har bir tebranuvchi jism tovush manbai emas.
Masalan, ip yoki prujinaga osilgan tebranuvchi og'irlik tovush chiqarmaydi. Metall o'lchagich ham tebranish chastotasi \(16\) Gts dan kamroq bo'ladigan bo'sh uchi shunchalik uzaytirilsa, ovoz berishni to'xtatadi.
Inson qulog'i chastotasi \(16\) dan \(20000\) Gts gacha bo'lgan (odatda havo orqali uzatiladigan) tovush mexanik tebranishlarini idrok etishga qodir.
Chastotasi \(16\) dan \(20000\) Gts oralig'ida joylashgan mexanik tebranishlar tovush deb ataladi.
Ovoz diapazonining ko'rsatilgan chegaralari o'zboshimchalik bilan, chunki ular odamlarning yoshiga va eshitish vositalarining individual xususiyatlariga bog'liq. Odatda, yoshi bilan, idrok etilgan tovushlarning yuqori chastota chegarasi sezilarli darajada kamayadi - ba'zi keksa odamlar chastotalari \(6000\) Gts dan oshmaydigan tovushlarni eshitishlari mumkin. Bolalar, aksincha, chastotasi \(20000\) Gts dan bir oz yuqori bo'lgan tovushlarni idrok etishlari mumkin.
Chastotasi \(20000\) Hz dan oshadigan mexanik tebranishlar ultratovush, chastotasi \(16\) Hz dan kam boʻlgan tebranishlar infratovush deb ataladi.
Ultratovush va infratovushlar tabiatda tovush to'lqinlari kabi keng tarqalgan. Ular delfinlar, yarasalar va boshqa tirik mavjudotlar tomonidan chiqariladi va o'zlarining "muzokaralari" uchun ishlatiladi.
Ushbu video dars yordamida siz “Ovoz manbalari. Ovoz tebranishlari. Pitch, tembr, ovoz balandligi. Ushbu darsda siz tovush nima ekanligini bilib olasiz. Shuningdek, biz inson eshitish tomonidan qabul qilinadigan tovush tebranishlarining diapazonlarini ko'rib chiqamiz. Keling, tovush manbai nima bo'lishi mumkinligini va uning paydo bo'lishi uchun qanday sharoitlar zarurligini aniqlaylik. Shuningdek, biz tovush balandligi, tembr va ovoz balandligi kabi xususiyatlarni o'rganamiz.
Dars mavzusi tovush manbalari va tovush tebranishlariga bag'ishlangan. Shuningdek, biz tovushning o'ziga xos xususiyatlari - balandlik, ovoz balandligi va tembr haqida gapiramiz. Ovoz haqida, tovush to'lqinlari haqida gapirishdan oldin, mexanik to'lqinlarning elastik muhitda tarqalishini eslaylik. Uzunlamasına mexanik to'lqinlarning inson eshitish organlari tomonidan idrok qilinadigan qismi tovush, tovush to'lqinlari deb ataladi. Ovoz - bu inson eshitish organlari tomonidan qabul qilinadigan mexanik to'lqinlar bo'lib, ular tovush hissiyotlarini keltirib chiqaradi .
Tajribalar shuni ko'rsatadiki, inson qulog'i va eshitish organlari 16 Gts dan 20 000 Gts gacha bo'lgan chastotali tebranishlarni qabul qiladi. Aynan shu diapazonni biz tovush deb ataymiz. Albatta, chastotasi 16 Gts dan kam (infratovush) va 20 000 Gts dan ortiq (ultratovush) bo'lgan to'lqinlar mavjud. Ammo bu diapazon, bu bo'limlar inson qulog'i tomonidan sezilmaydi.
Guruch. 1. Inson qulog'ining eshitish diapazoni
Aytganimizdek, infratovush va ultratovush sohalari inson eshitish organlari tomonidan sezilmaydi. Garchi ular, masalan, ba'zi hayvonlar va hasharotlar tomonidan idrok etilishi mumkin.
Nima bo'ldi? Ovoz manbalari tovush chastotasida (16 dan 20 000 Gts gacha) tebranadigan har qanday jism bo'lishi mumkin.
Guruch. 2. Vitsega mahkamlangan tebranish o'lchagich tovush manbai bo'lishi mumkin.
Keling, tajribaga murojaat qilaylik va tovush to'lqini qanday paydo bo'lishini ko'rib chiqaylik. Buning uchun bizga metall o'lchagich kerak bo'ladi, biz uni o'rindiqda mahkamlaymiz. Endi biz o'lchagichga harakat qilsak, biz tebranishlarni kuzatishimiz mumkin bo'ladi, lekin biz hech qanday tovushni eshitmaymiz. Va shunga qaramay, hukmdor atrofida mexanik to'lqin hosil bo'ladi. E'tibor bering, o'lchagich bir tomonga o'tkazilganda, bu erda havo muhri hosil bo'ladi. Boshqa yo'nalishda ham muhr mavjud. Ushbu muhrlar orasida havo vakuum hosil bo'ladi. Uzunlamasına to'lqin - bu havoning siqilishi va kamayishidan iborat tovush to'lqinidir. Bu holatda o'lchagichning tebranish chastotasi tovush chastotasidan kamroq, shuning uchun biz bu to'lqinni, bu tovushni eshitmaymiz. Hozirgina kuzatgan tajribamizga asoslanib, 18-asr oxirida tyuning vilka deb nomlangan qurilma yaratildi.
Guruch. 3. Tyuning vilkadan uzunlamasına tovush to'lqinlarining tarqalishi
Ko'rib turganimizdek, tovush tovush chastotasiga ega bo'lgan jismning tebranishlari natijasida paydo bo'ladi. Ovoz to'lqinlari barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Inson eshitish apparati va tovush to'lqinlarining manbai o'rtasida vosita bo'lishi kerak. Bu muhit gazsimon, suyuq yoki qattiq bo'lishi mumkin, lekin u tebranishlarni o'tkazishga qodir bo'lgan zarralar bo'lishi kerak. Ovoz to'lqinlarini uzatish jarayoni, albatta, materiya mavjud bo'lgan joyda sodir bo'lishi kerak. Agar modda bo'lmasa, biz hech qanday tovushni eshitmaymiz.
Ovoz mavjudligi uchun sizga kerak:
1. Ovoz manbai
2. Chorshanba
3. Eshitish vositasi
4. Chastotasi 16-20000Hz
5. Intensivlik
Endi tovush xususiyatlarini muhokama qilishga o'taylik. Birinchisi - ohang. Ovoz balandligi - tebranishlar chastotasi bilan belgilanadigan xarakteristikasi. Tebranishlarni ishlab chiqaradigan tananing chastotasi qanchalik baland bo'lsa, tovush shunchalik baland bo'ladi. Keling, o'rinbosarda tutilgan hukmdorga yana qaraylik. Yuqorida aytib o'tganimizdek, biz tebranishlarni ko'rdik, lekin hech qanday tovushni eshitmadik. Agar biz hozir o'lchagichning uzunligini qisqartirsak, biz tovushni eshitamiz, lekin tebranishlarni ko'rish ancha qiyin bo'ladi. Chiziqqa qarang. Agar biz hozir harakat qilsak, biz hech qanday tovushni eshitmaymiz, lekin tebranishlarni kuzatamiz. Agar biz o'lchagichni qisqartirsak, biz ma'lum bir balandlikdagi tovushni eshitamiz. Biz o'lchagichning uzunligini yanada qisqartirishimiz mumkin, keyin biz yanada balandroq tovushni (chastotani) eshitamiz. Xuddi shu narsani tyuning vilkalari bilan kuzatishimiz mumkin. Agar biz katta tuning vilkasini (namoyish vilkasi deb ham ataladi) olib, bunday vilkaning oyoqlariga ursak, biz tebranishni kuzatishimiz mumkin, lekin biz tovushni eshitmaymiz. Agar biz yana bir tuning vilka olsak, u holda biz uni urganimizda ma'lum bir tovushni eshitamiz. Keyingi tuning vilkasi esa musiqa asboblarini sozlashda qo'llaniladigan haqiqiy tuning vilka. U A notasiga mos keladigan tovush chiqaradi yoki ular aytganidek, 440 Gts.
Keyingi xususiyat - tovushning tembri. Tembr tovush rangi deb ataladi. Bu xususiyatni qanday tasvirlash mumkin? Tembr - bu turli musiqa asboblari tomonidan ijro etilgan ikkita bir xil tovushlar orasidagi farq. Hammangiz bilasizki, bizda bor-yo'g'i yettita nota bor. Agar biz skripkada va pianinoda ijro etilgan bir xil A notasini eshitsak, biz ularni bir-biridan ajratishimiz mumkin. Bu tovushni qaysi asbob yaratganini darhol aniqlashimiz mumkin. Aynan shu xususiyat - tovushning rangi - tembrni tavsiflaydi. Aytish kerakki, tembr asosiy ohangdan tashqari qanday tovush tebranishlari takrorlanishiga bog'liq. Gap shundaki, ixtiyoriy tovush tebranishlari ancha murakkab. Ular individual tebranishlar to'plamidan iborat, deyishadi tebranish spektri. Bu ma'lum bir ovoz yoki asbob tovushining go'zalligini tavsiflovchi qo'shimcha tebranishlarni (overtones) takrorlashdir. Tembr tovushning asosiy va yorqin ko`rinishlaridan biri hisoblanadi.
Yana bir xususiyat - bu hajm. Ovoz balandligi tebranishlarning amplitudasiga bog'liq. Keling, ko'rib chiqaylik va ovoz balandligi tebranishlar amplitudasi bilan bog'liqligiga ishonch hosil qilaylik. Shunday qilib, keling, tuning vilkasini olaylik. Keling, quyidagilarni qilaylik: tyuning vilkasini zaif ursangiz, tebranishlar amplitudasi kichik bo'ladi va ovoz jim bo'ladi. Agar siz hozir tyuning vilkasini qattiqroq bossangiz, ovoz ancha balandroq bo'ladi. Buning sababi, tebranishlarning amplitudasi ancha katta bo'ladi. Ovozni idrok etish sub'ektiv narsa bo'lib, u eshitish vositasi qanday ekanligiga va odamning his-tuyg'ulariga bog'liq.
Qo'shimcha adabiyotlar ro'yxati:
Ovoz sizga shunchalik tanishmi? // Kvant. - 1992. - No 8. - B. 40-41. Kikoin A.K. Musiqiy tovushlar va ularning manbalari haqida // Kvant. - 1985. - No 9. - B. 26-28. Boshlang'ich fizika darslik. Ed. G.S. Landsberg. T. 3. - M., 1974 y.